和變壓器打過交道的人都知道供電局有一張最常用的罰單——力率電費。什么(me)叫(jiao)“力率電(dian)費”呢？說白(bai)了就是(shi)由于用電(dian)變壓器的功率因數低。那究竟這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)“功率因數”是(shi)什么(me)，又是(shi)怎么(me)計(ji)算的呢？今(jin)天我(wo)力爭用最白(bai)話的語(yu)言，將這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)問題解釋清楚。
有功功率和無功功率
首先我們要知(zhi)道(dao)什么(me)是(shi)有(you)(you)功(gong)功(gong)率(lv)(lv)(lv)，什么(me)是(shi)無(wu)功(gong)功(gong)率(lv)(lv)(lv)。顧名思(si)義，有(you)(you)功(gong)功(gong)率(lv)(lv)(lv)就是(shi)值電(dian)(dian)器做(zuo)了有(you)(you)用(yong)功(gong)，什么(me)叫(jiao)有(you)(you)用(yong)功(gong)呢？比如一(yi)個燈泡，它(ta)的用(yong)途(tu)就是(shi)照明，那么(me)它(ta)亮起來了，電(dian)(dian)能(neng)轉(zhuan)換成熱(re)能(neng)和光能(neng)，這(zhe)(zhe)就叫(jiao)有(you)(you)用(yong)功(gong)。但并不(bu)是(shi)所有(you)(you)電(dian)(dian)器都可以這(zhe)(zhe)么(me)完美(mei)的，以電(dian)(dian)動機(ji)為主的電(dian)(dian)器，在(zai)工作時(shi)就沒有(you)(you)這(zhe)(zhe)么(me)老實——電(dian)(dian)動機(ji)正(zheng)常運轉(zhuan)，電(dian)(dian)能(neng)轉(zhuan)換成熱(re)能(neng)和機(ji)械(xie)能(neng)，這(zhe)(zhe)當然是(shi)最理想的狀態(tai)。但大多數(shu)情況(kuang)下(xia)，變壓器或電(dian)(dian)動機(ji)在(zai)運行時(shi)，會(hui)在(zai)機(ji)器內(nei)部產生磁場(chang)。這(zhe)(zhe)部分(fen)(fen)磁場(chang)會(hui)消耗(hao)一(yi)部分(fen)(fen)電(dian)(dian)能(neng)，這(zhe)(zhe)部分(fen)(fen)電(dian)(dian)能(neng)的消耗(hao)，即(ji)看不(bu)見又摸不(bu)著，完全(quan)實在(zai)機(ji)器內(nei)部進(jin)行轉(zhuan)化，沒有(you)(you)對外做(zuo)功(gong)，因此(ci)被叫(jiao)做(zuo)“無(wu)功(gong)功(gong)率(lv)(lv)(lv)”。
換句話說，能夠通過做功，將電能轉化成熱能、光能或機械能這類看得見或感受的到的能量的，就叫做“有功功率”；將電能轉化為磁場能的，就叫做“無功功率”。但是電動機和變壓器等設備在工作時，將一部分電能轉化成磁場能是必經的階段，沒有磁場，這些機器也就無法正常工作。舉個例子，我們用水桶挑水，挑水費得力氣，就叫做有功功率，這部分是看得見摸得著的；但是挑空桶費的力氣，就叫做無功功率，這部分消耗看不見摸不著，卻是不可避免的。
但(dan)話(hua)又說回來了，挑空桶費(fei)的力氣，雖然不(bu)可避免(mian)，但(dan)是不(bu)是越小(xiao)越好呢(ni)？
功率因數
那么，電路中產生了多少有功功率、多少無功功率呢？為了表述這兩者的關系，我們提出了一個參數——功率因數。功率因數只用來表述用電效率，沒有實際意義，也沒有單位。
為此，我們(men)引(yin)入了另一個概念，叫做視(shi)(shi)在(zai)(zai)功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)。視(shi)(shi)在(zai)(zai)功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)，就(jiu)(jiu)是(shi)功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)的(de)(de)實(shi)際有效值。視(shi)(shi)在(zai)(zai)功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)2=有功(gong)(gong)(gong)功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)2+無功(gong)(gong)(gong)功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)2（直角三角形關系）。也(ye)就(jiu)(jiu)是(shi)說，無功(gong)(gong)(gong)功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)越(yue)小(xiao)，視(shi)(shi)在(zai)(zai)功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)的(de)(de)數值就(jiu)(jiu)越(yue)接近(jin)有功(gong)(gong)(gong)功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)，當無功(gong)(gong)(gong)功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)=0時，視(shi)(shi)在(zai)(zai)功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)=有功(gong)(gong)(gong)功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)。
功率因數就是在這個基礎上對電路的進一步衡量，功率因數=有功功率÷視在功率。因此，功率因數的最大值為1。我國對功率因數也有著嚴格的規定，100KVA以上的變壓器，功率因數不得低于0.9；農業用戶功率因數不得低于0.8；其它用電用戶功率因數不得低于0.85。如果實際功率因數低于該項數值，就要面臨供電局的罰款（力率電費）。
那么，為什么供電局要對功率因數低的用戶進行額外收費（罰款）呢？這就要說到功率因數低的后果了。
功率因數低的后果
對于(yu)普通用(yong)戶來(lai)說(shuo)，功(gong)率(lv)(lv)(lv)因(yin)數(shu)低是沒有(you)任何影響、也沒有(you)任何感覺的。因(yin)為提高功(gong)率(lv)(lv)(lv)因(yin)數(shu)，需要在變壓器端進行，因(yin)此供(gong)電(dian)局(ju)的力率(lv)(lv)(lv)電(dian)費，也是針(zhen)對變壓器擁有(you)者(zhe)而言的。功(gong)率(lv)(lv)(lv)因(yin)數(shu)低，對于(yu)電(dian)網和(he)用(yong)戶來(lai)說(shuo)，危害(hai)都是極大的。
一(yi)般(ban)(ban)電(dian)網(wang)能夠提供的(de)無功(gong)(gong)功(gong)(gong)率遠(yuan)遠(yuan)達不到用(yong)(yong)電(dian)單(dan)位(wei)的(de)用(yong)(yong)電(dian)需求(qiu)， 因此，用(yong)(yong)電(dian)單(dan)位(wei)一(yi)般(ban)(ban)會使(shi)用(yong)(yong)無功(gong)(gong)補償設備(bei)來自(zi)行滿(man)足(zu)自(zi)身對無功(gong)(gong)功(gong)(gong)率的(de)需求(qiu)。
在線客服